DE102016121705B4

DE102016121705B4 - Regulating device for an internal combustion engine

Info

Publication number: DE102016121705B4
Application number: DE102016121705.0A
Authority: DE
Inventors: Patrick Sutty; Dirk Vierkotten; Thorsten Reimers
Original assignee: Pierburg GmbH
Current assignee: Pierburg GmbH
Priority date: 2016-11-14
Filing date: 2016-11-14
Publication date: 2018-06-14
Anticipated expiration: 2036-11-15
Also published as: DE102016121705A1; WO2018087004A1; EP3538753A1; EP3538753B1

Abstract

Regelvorrichtungen für Verbrennungskraftmaschinen mit einem Ansaugkanal (12), einem Abgasrückführkanal (16), der in den Ansaugkanal (12) mündet, einem Gehäuse (10), in dem der Ansaugkanal (12) und zumindest eine Mündung (14) des Abgasrückführkanals (16) ausgebildet sind, einer als Drehachse (38) dienenden Welle (36), die im Gehäuse (10) bezüglich des Luftstroms stromaufwärts der Mündung (14) des Abgasrückführkanals (16) und außerhalb des Durchströmungsquerschnitts eines ersten Kanalabschnitts (19) des Ansaugkanals (12) angeordnet ist, einem Regelkörper (42), der exzentrisch an der Welle (36) befestigt ist, einem ersten Kanalabschnitt (19), an dessen stromabwärtigen Ende ein erster Ventilsitz (50) ausgebildet ist, gegen den der Regelkörper (42) in einer ersten Endstellung anliegt, und einem zweiten Ventilsitz (72) am zweiten Kanalabschnitt, an dem der Regelkörper (42) in einer zweiten Endstellung anliegt, sind bekannt.Diese weisen jedoch den Nachteil eines erhöhten Druckverlustes durch unerwünschte Wirbelbildung auf. Um dieses Problem zu lösen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die Form einer zum Inneren des Ansaugkanals (12) weisenden Oberfläche (54) des Regelkörpers (42) in der zweiten Endstellung in einem Querschnitt senkrecht zur Mittelachse (20) über einen Winkel von mindestens 90° einer an die Regelklappe (42) angrenzenden Innenwandfläche (56) des ersten Kanalabschnitts (19) entspricht.Control devices for internal combustion engines having an intake passage (12), an exhaust gas recirculation passage (16) opening into the intake passage (12), a housing (10) in which the intake passage (12) and at least one orifice (14) of the exhaust gas recirculation passage (16) formed in the housing (10) with respect to the air flow upstream of the mouth (14) of the exhaust gas recirculation passage (16) and outside of the flow cross section of a first channel portion (19) of the intake passage (12). is arranged, a control body (42) which is eccentrically mounted on the shaft (36), a first channel portion (19), at its downstream end, a first valve seat (50) is formed against which the control body (42) in a first Endstellung abuts, and a second valve seat (72) on the second channel portion at which the control body (42) in a second end position, are known. However, these have the disadvantage of an increased Pressure loss due to undesirable vortex formation. In order to solve this problem, the invention proposes that the shape of a surface (54) of the control body (42) facing the interior of the intake duct (12) in the second end position in a cross section perpendicular to the central axis (20) over an angle of at least 90 ° corresponds to an inner wall surface (56) of the first channel section (19) adjoining the control flap (42).

Description

Die Erfindung betrifft eine Regelvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine mit einem Ansaugkanal, einem Abgasrückführkanal, der in den Ansaugkanal mündet, einem Gehäuse, in dem der Ansaugkanal und zumindest eine Mündung des Abgasrückführkanals ausgebildet sind, einer als Drehachse dienenden Welle, die im Gehäuse bezüglich des Luftstroms stromaufwärts der Mündung des Abgasrückführkanals und außerhalb des Durchströmungsquerschnitts angeordnet ist und senkrecht zu den Mittelachsen des Ansaugkanals und des Abgasrückführkanals angeordnet ist, einem Regelkörper, der exzentrisch an der Welle befestigt ist, einem ersten Kanalabschnitt, an dessen stromabwärtigen Ende ein erster Ventilsitz ausgebildet ist, gegen den der Regelkörper in einer ersten Endstellung anliegt, und dessen Außenumfang kleiner ist als der Außenumfang eines sich stromabwärtig anschließenden zweiten Kanalabschnitts und einem zweiten Ventilsitz am zweiten Kanalabschnitt, an dem der Regelkörper in einer zweiten Endstellung anliegt, in der der Regelkörper den Abgasrückführkanal verschließt.The invention relates to a control device for an internal combustion engine having an intake passage, an exhaust gas recirculation passage, which opens into the intake passage, a housing in which the intake passage and at least one mouth of the exhaust gas recirculation passage are formed, serving as a rotation axis, the upstream in the housing with respect to the air flow the outlet of the exhaust gas recirculation passage and disposed outside the flow cross section and is arranged perpendicular to the center axes of the intake passage and the exhaust gas recirculation passage, a control body, which is eccentrically mounted on the shaft, a first channel portion, at the downstream end of which a first valve seat is formed, against the the control body rests in a first end position, and whose outer circumference is smaller than the outer circumference of a downstream adjoining second channel section and a second valve seat on the second channel section, on which the control body in a second end position is applied, in which the control body closes the exhaust gas recirculation passage.

Regelvorrichtungen werden in Verbrennungskraftmaschinen genutzt, um Abgas- oder Luftmengen zu regeln, die abgeführt oder der Verbrennung zugeführt werden sollen. Auch Kombinationen dieser Regelventile, bei denen zwei Ventilkörper über eine gemeinsame Stellvorrichtung betätigt werden, sind bekannt. Insbesondere wurden Kombinationen eines Abgasrückführventils mit einer Drosselklappe offenbart. Bei diesen Ausführungen mündet der Abgasrückführkanal unmittelbar stromabwärts der als Drosselventil dienenden Klappe in den Luftansaugkanal. Bei gewünschter Erhöhung der Abgasrückführrate wird dann mit Öffnen des Abgasrückführventils in gleichem Maße die Drosselklappe geschlossen, was eine Erhöhung des Druckgefälles im Abgasrückführkanal zur Folge hat, wodurch der Anteil des Abgases im Vergleich zur angesaugten Luftmenge erhöht wird. Eine derartige Anordnung wird beispielsweise in der DE 27 03 687 A1 offenbart.Control devices are used in internal combustion engines to regulate exhaust or air quantities that are to be removed or supplied to combustion. Combinations of these control valves, in which two valve bodies are actuated via a common actuating device, are known. In particular, combinations of an exhaust gas recirculation valve with a throttle valve have been disclosed. In these embodiments, the exhaust gas recirculation channel opens immediately downstream of serving as a throttle valve in the air intake passage. If the exhaust gas recirculation rate is increased as desired, then the throttle valve is closed to the same extent when the exhaust gas recirculation valve is opened, which results in an increase in the pressure gradient in the exhaust gas recirculation channel, whereby the proportion of exhaust gas is increased compared to the intake air quantity. Such an arrangement is for example in the DE 27 03 687 A1 disclosed.

Aus der DE 10 2014 114 968 A1 ist ebenfalls eine Regelvorrichtung bekannt, bei der zwei parallel angeordnete Klappen über eine gemeinsame exzentrisch angeordnete Drehwelle betätigt werden, so dass mit Drehung der beiden Klappen sich die erste Klappe vom Ventilsitz des Luftansaugkanals entfernt, während sich die zweite Klappe dem Ventilsitz des Abgasrückführkanals nähert bis der Luftansaugkanal vollständig geöffnet ist und der Abgasrückführkanal vollständig verschlossen ist. Sowohl für die den Abgasrückführkanal beherrschende zweite Klappe als auch für die den Luftansaugkanal beherrschende erste Klappe sind die Ventilsitze jeweils als umlaufende Anschläge ausgebildet, gegen die die Klappen in ihrer den jeweiligen Kanal verschließenden Stellung umlaufend aufliegen. Die Drehwelle ist an einer Gehäusewand zwischen der Mündung des Abgasrückführkanals und dem Ventilsitz im Luftansaugkanal angeordnet, jedoch außerhalb des Durchströmungsquerschnitts des stromaufwärtigen Kanalabschnitts angeordnet.From the DE 10 2014 114 968 A1 is also known a control device, are operated in the two parallel flaps on a common eccentrically arranged rotary shaft, so that with rotation of the two flaps, the first flap away from the valve seat of the air intake duct, while the second flap approaches the valve seat of the exhaust gas recirculation channel to the Air intake is fully open and the exhaust gas recirculation channel is completely closed. Both for the second flap, which controls the exhaust gas recirculation channel, and for the first flap, which dominates the air intake channel, the valve seats are each designed as circumferential stops, against which the flaps rest circumferentially in their position closing the respective channel. The rotary shaft is disposed on a housing wall between the mouth of the exhaust gas recirculation passage and the valve seat in the air intake passage, but disposed outside the flow area of the upstream passage portion.

Des Weiteren ist aus der nachveröffentlichten DE 10 2015 121 617 A1 eine Regelvorrichtung mit einem Ansaugkanal und einem in diesen mündenden Abgasrückführkanal, deren Durchströmungsquerschnitt über einen Regelkörper in Form einer Klappe durch Drehen der Klappenwelle abhängig voneinander geregelt wird. Der Regelkörper liegt in beiden Endstellungen auf dem jeweiligen korrespondierenden Ventilsitz auf. An der Oberfläche, welche zum Ansaugkanal weist sind in den Ansaugkanal ragende Leitrippen ausgebildet.Furthermore, from the post-published DE 10 2015 121 617 A1 a control device with an intake passage and an opening into this exhaust gas recirculation passage whose flow cross-section is controlled by a rule in the form of a flap by rotating the flapper shaft depending on each other. The control body is in both end positions on the respective corresponding valve seat. On the surface facing the intake duct, projecting guide ribs are formed in the intake passage.

Durch diese bekannten Anordnungen wird zwar eine ausreichende Regelbarkeit des Abgasstromes und des Luftstromes gewährleistet, jedoch besteht ein erhöhter Druckverlust bei der Durchströmung des Ansaugkanals sowohl in der den Ansaugkanal vollständig öffnenden Position als auch in einer den Ansaugkanal drosselnden Position. Des Weiteren entstehen bei einer Anordnung der Regelvorrichtung vor einem Verdichter Probleme bezüglich einer Kondensatbildung bei Mischung des Abgasstroms mit dem Luftstrom, welche zu Schäden am Verdichter führt. Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Regelvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine zu schaffen, mit der die Strömungsverluste in den unterschiedlichen Stellungen des Regelkörpers möglichst gering gehalten werden, um auch die Füllung eines Verbrennungsmotors und die Anströmung eines nachfolgenden Verdichters verbessern zu können. Zusätzlich soll die Kondensatbildung im Mischgasstrom stromabwärts des Abgasrückführkanals möglichst weitgehend ausgeschlossen werden, um Schäden an einem nachfolgenden Verdichter zu verhindern.Although a sufficient controllability of the exhaust gas flow and the air flow is ensured by these known arrangements, there is an increased pressure loss in the flow through the intake passage both in the fully open position of the intake passage and in a throttling the intake passage position. Furthermore arise in an arrangement of the control device in front of a compressor problems with respect to a condensate formation when mixing the exhaust stream with the air flow, which leads to damage to the compressor. It is therefore an object of the invention to provide a control device for an internal combustion engine, with which the flow losses in the different positions of the control body are kept as low as possible in order to improve the filling of an internal combustion engine and the flow of a subsequent compressor can. In addition, the formation of condensate in the mixed gas stream downstream of the exhaust gas recirculation channel should be excluded as much as possible in order to prevent damage to a subsequent compressor.

Diese Aufgabe wird durch eine Regelvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst.This object is achieved by a control device for an internal combustion engine with the features of the main claim.

Dadurch, dass die Form einer zum Inneren des Ansaugkanals weisenden Oberfläche des Regelkörpers in der zweiten Endstellung in einem Querschnitt senkrecht zur Mittelachse über einen Winkel von mindestens 90° einer an die Regelklappe angrenzenden Innenwandfläche des ersten Kanalabschnitts entspricht, wird der erste Kanalabschnitt über einen Umfangsabschnitt im Wesentlichen störungsfrei verlängert, wodurch Wirbel im Bereich des Abgaseinlasses oder an den Außenseiten des Regelkörpers verhindert werden, so dass eine deutliche Reduzierung der Druckverluste erreicht wird. Gleichzeitig wird die Mischung des warmen Abgasstroms mit dem kalten Luftstrom durch diese Strömungsführung verzögert, wodurch die Menge anfallenden Kondensats verringert wird, so dass ein nachfolgender Verdichter vor Schäden durch flüssiges Wasser geschützt wird.Characterized in that the shape of a pointing to the interior of the intake passage surface of the control body in the second end position in a cross section perpendicular to the central axis over an angle of at least 90 ° corresponds to a control flap adjacent inner wall surface of the first channel section, the first channel section via a peripheral portion in Substantially extended without interference, whereby vortices are prevented in the region of the exhaust gas inlet or on the outer sides of the control body, so that a significant reduction in pressure losses is achieved. At the same time, the mixture of the warm exhaust gas flow delayed with the cold air flow through this flow guide, whereby the amount of condensate is reduced, so that a subsequent compressor is protected from damage by liquid water.

Vorzugsweise entspricht die Form der zum Inneren des Ansaugkanals weisenden Oberfläche des Regelkörpers in der zweiten Endstellung in einem Querschnitt senkrecht zur Mittelachse über einen halben Umfang der an die Regelklappe angrenzenden Innenwandfläche des ersten Kanalabschnitts. So werden Toträume, in denen sich Wirbel bilden können, vermieden, da auf die sonst notwendige Querschnittsaufweitung für den Klappenfreilauf verzichtet werden kann. Dies bedeutet, dass der Ansaugkanal im Bereich des Regelkörpers in der den Ansaugkanal freigebenden Stellung des Regelkörpers weitestgehend störungsfrei verlängert wird, da der sich aufweitende Bereich des Gehäuses, in den der Regelkörper schwenkt, durch den Regelkörper vom durchströmten Bereich getrennt wird, der nunmehr einen geraden Verlauf aufweist. Auch in den Positionen, in denen ein Drosseln des Ansaugkanals erfolgt, wird ein weitestgehend stetiger Übergang zwischen dem ersten Kanalabschnitt und dem Kanalabschnitt, in dem der Regelkörper gedreht wird, erreicht, so dass auch hier die Wirbelbildung und damit einhergehende Druckverluste verringert werden, so das auch die Anströmung eines nachfolgenden Verdichters verbessert wird. Die Drosselwirkung wird ebenfalls verstärkt.The shape of the surface of the control body facing the interior of the intake duct preferably corresponds in the second end position in a cross section perpendicular to the central axis over half the circumference of the inner wall surface of the first duct section adjacent to the control flap. Dead spaces in which vortices can form are thus avoided since the otherwise necessary cross-sectional widening for the flap freewheel can be dispensed with. This means that the intake passage is extended in the region of the control body in the position releasing the intake passage of the control body largely trouble-free, since the widening region of the housing, in which the control body pivots, is separated by the control body from the perfused area, now a straight History has. Even in the positions in which a throttling of the intake channel takes place, a largely continuous transition between the first channel section and the channel section, in which the control body is rotated, is achieved, so that here the vortex formation and concomitant pressure losses are reduced, so that also the flow of a subsequent compressor is improved. The throttle effect is also enhanced.

In einer weiterführenden vorteilhaften Ausführungsform erstreckt sich der Regelkörper in der zweiten Endstellung bis vor einen dritten Kanalabschnitt, dessen Innenumfang kleiner ist als der Innenumfang des zweiten Kanalabschnitts, so dass auch ein stetiger Verlauf ohne Querschnittssprünge zwischen dem zweiten und dem dritten Kanalabschnitt bei den Ansaugkanal freigebendem Regelkörper hergestellt werden kann. So kann auch in diesem Bereich der Druckverlust gering gehalten werden.In a further advantageous embodiment, the control body extends in the second end position to a third channel portion, the inner circumference is smaller than the inner circumference of the second channel portion, so that a steady course without cross-sectional jumps between the second and the third channel section in the intake passage releasing control body can be produced. Thus, the pressure loss can be kept low in this area.

In einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung ist der erste Ventilsitz durch ein axiales Ende eines ersten Gehäuseteils des Gehäuses gebildet, welches den ersten Kanalabschnitt ausbildet und in ein zweites Gehäuseteil des Gehäuses ragt, welches zumindest den zweiten Kanalabschnitt bildet. Auf diese Weise kann der Ventilsitz auf einfache Weise vor dem Zusammenbau bearbeitet werden. Zusätzlich ist eine vollflächige Auflage des Regelkörpers auf dem ersten Ventilsitz zum Verschließen des Ansaugkanals einfach herzustellen, da das erste Gehäuseteil in das zweite hineinragt und somit eine axiale Anlagefläche zur Verfügung stellt, welche einen dichten Verschluss ermöglicht.In a preferred embodiment of the invention, the first valve seat is formed by an axial end of a first housing part of the housing, which forms the first channel section and projects into a second housing part of the housing, which forms at least the second channel section. In this way, the valve seat can be easily edited prior to assembly. In addition, a full-surface support of the control body on the first valve seat for closing the intake passage is easy to manufacture, since the first housing part projects into the second and thus provides an axial contact surface, which allows a tight seal.

In einer hierzu weiterführenden Ausführung ist das erste Gehäuseteil über einen Flansch mit dem zweiten Gehäuseteil verbunden. Dies ermöglicht eine einfache Montage bei gleichzeitig hoher Dichtigkeit zwischen den Gehäuseteilen.In a further embodiment, the first housing part is connected via a flange to the second housing part. This allows easy installation with high density at the same time between the housing parts.

Vorzugsweise liegt der Regelkörper in seiner ersten Endstellung vollständig umlaufend gegen den ersten Ventilsitz am Ende des ersten Gehäuseteils an. Dies ermöglicht einen dichten Verschluss des Ansaugkanals durch die axiale Anlage. Hierdurch wirkt auch eine große Schließkraft des Regelkörpers auf den Ventilsitz, da die in Axialrichtung wirkende Komponente der durch das aufgebrachte Drehmoment resultierenden Kraft groß ist. Somit können kleinere Aktoren verwendet werden.Preferably, in its first end position, the regulating body lies completely circumferentially against the first valve seat at the end of the first housing part. This allows a tight closure of the intake passage through the axial abutment. As a result, a large closing force of the control body also acts on the valve seat, since the component acting in the axial direction of the force resulting from the applied torque is large. Thus, smaller actuators can be used.

In einer bevorzugten Ausführungsform verläuft die Mittelachse des ersten Kanalabschnitts parallel zu der Mittelachse des dritten Kanalabschnitts. So kann eine Strömungsführung ohne Absätze und Umlenkungen hergestellt werden, wodurch der Strömungswiderstand gering gehalten wird.In a preferred embodiment, the central axis of the first channel section is parallel to the central axis of the third channel section. Thus, a flow guide without shoulders and deflections can be made, whereby the flow resistance is kept low.

Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn eine durch den ersten Ventilsitz aufgespannte erste Ebene in einem Winkel von 75° bis 80° zu einer durch den zweiten Ventilsitz aufgespannten zweiten Ebene angeordnet ist. Hierdurch wird der Stellbereich, in welchem lediglich geringe Volumenstromänderungen der beiden Gasströme bei relativ großen vorhandenen Stellwinkeln gering gehalten, was die Regelbarkeit deutlich verbessert.Furthermore, it is advantageous if a first plane spanned by the first valve seat is arranged at an angle of 75 ° to 80 ° to a second plane spanned by the second valve seat. As a result, the adjustment range, in which only small changes in volume flow of the two gas streams at relatively large existing angles kept low, which significantly improves the controllability.

In einer hierzu weiterführenden Ausführungsform schließt die erste Ebene einen spitzen Winkel zu einer Ebene, welche senkrecht zur Mittelachse des Ansaugkanals angeordnet ist, ein und die zweite Ebene einen spitzen Winkel zu einer Ebene, welche senkrecht zur Mittelachse des Abgasrückführkanals angeordnet ist, ein. Entsprechend sind die Ventilsitzflächen im Vergleich zu den Kanalmittelachsen zueinander geneigt, wodurch die Verstellwege kurz sind und eine schnelle Regelung ermöglichen.In a further embodiment, the first plane includes an acute angle to a plane which is perpendicular to the central axis of the intake passage, and the second plane an acute angle to a plane which is perpendicular to the central axis of the exhaust gas recirculation passage, a. Accordingly, the valve seat surfaces are inclined relative to each other to the channel center axes, whereby the adjustment paths are short and allow quick control.

Vorzugsweise weist der Regelkörper ein erstes Klappenteil, an dem die Oberfläche ausgebildet ist, auf, welches in der ersten Endstellung gegen den ersten Ventilsitz anliegt und ein zweites Klappenteil auf, welches in der zweiten Endstellung gegen den zweiten Ventilsitz anliegt, wobei die beiden Klappenteile über ein Zwischenelement mit der Welle verbunden sind. Das zweite Klappenteil besteht beispielsweise aus einer in einer Bohrung des Zwischenelementes kippbeweglich aufgenommenen Halteachse und einem daran befestigten flachen Klappenkörper. Dies vereinfacht die Herstellung des Regelkörpers.Preferably, the control body has a first flap part on which the surface is formed, which rests in the first end position against the first valve seat and a second flap part, which rests in the second end position against the second valve seat, wherein the two flap parts via a Intermediate element are connected to the shaft. The second flap part consists for example of a tiltably received in a bore of the intermediate member holding axis and a flat flap body attached thereto. This simplifies the production of the control body.

Es wird somit eine Regelvorrichtung geschaffen, mit der sowohl der Luftmassenstrom im Ansaugkanal als auch der Abgasmassenstrom des Abgasrückführkanals über einen großen Stellwinkelbereich schnell und genau regelbar ist, wobei vorhandene Druckverluste minimiert werden, indem Strömungshindernisse vermieden werden und Toträume, in denen sich unerwünschte Wirbel bilden könnten reduziert werden. Stattdessen wird eine weitestgehend gleichmäßige Strömung ohne Querschnittssprünge erzeugt. Durch die reduzierte Wirbelbildung wird auch die Anströmung eines nachfolgenden Verdichters verbessert und eine Schädigung des Verdichters verhindert, indem die Mengen anfallenden Kondensats durch bessere Separation des Abgasstroms vom Luftstrom verringert werden.Thus, a control device is provided with which both the air mass flow in the intake passage and the exhaust gas mass flow of the exhaust gas recirculation passage over a large Setting angle range is quickly and accurately controlled, whereby existing pressure losses are minimized by flow obstacles are avoided and dead spaces in which could form undesirable vortexes can be reduced. Instead, a largely uniform flow without cross-sectional jumps is generated. Due to the reduced turbulence, the flow of a subsequent compressor is improved and prevents damage to the compressor by reducing the amounts of condensate incurred by better separation of the exhaust gas flow from the air flow.

Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Regelvorrichtung ist in den Figuren dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.

Die 1 zeigt eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Regelvorrichtung mit einem Regelkörper in einer ersten Endstellung in geschnittener Darstellung.
Die 2 zeigt eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Regelvorrichtung aus 1 mit einem Regelkörper in einer zweiten Endstellung in geschnittener Darstellung.
Die 3 zeigt eine Kopfansicht der erfindungsgemäßen Regelvorrichtung aus 2 mit einem Regelkörper in der zweiten Endstellung in geschnittener Darstellung.

An embodiment of a control device according to the invention is shown in the figures and will be described below.

The 1 shows a side view of a control device according to the invention with a control body in a first end position in a sectional view.
The 2 shows a side view of the control device according to the invention 1 with a control body in a second end position in a sectional view.
The 3 shows a head view of the control device according to the invention 2 with a control body in the second end position in a sectional view.

Die erfindungsgemäße Regelvorrichtung besteht aus einem Gehäuse 10, welches einen Ansaugkanal 12 begrenzt und in dem eine Mündung 14 eines Abgasrückführkanals 16 ausgebildet ist. Der Ansaugkanal 12 verläuft im Wesentlichen in gerader Richtung, während der Abgasrückführkanal 16 senkrecht zum Ansaugkanal 12 in diesen mündet.The control device according to the invention consists of a housing 10 , which has a suction channel 12 limited and in which an estuary 14 an exhaust gas recirculation channel 16 is trained. The intake channel 12 extends substantially in a straight line, while the exhaust gas recirculation channel 16 perpendicular to the intake duct 12 in this opens.

Das Gehäuse 10 besteht aus einem ersten, im Wesentlichen rohrförmig ausgebildeten Gehäuseteil 18, welches einen ersten Kanalabschnitt 19 bildet und dessen stromabwärtiges Ende schräg ausgebildet ist und einen Winkel α von etwa 75° zu einer Mittelachse 20 des Gehäuseteils 18 einschließt. Das stromabwärtige Ende des ersten Gehäuseteils 18 ist im Innern eines zweiten Gehäuseteils 22 angeordnet, beziehungsweise wird in das zweite Gehäuseteil 22 bis zur Anlage eines Flansches 24 eingeschoben, über den das erste Gehäuseteil 18 mittels Schrauben 26 am zweiten Gehäuseteil 22 befestigt ist. Das zweite Gehäuseteil 22 bildet einen zweiten Kanalabschnitt 28, in dem eine Öffnung 30 ausgebildet ist, welche in Strömungsrichtung in kurzem Abstand hinter dem schrägen Ende des ersten Gehäuseteils 18 angeordnet ist und welches als Aufnahme für ein drittes Gehäuseteil 32 dient, welches die Mündung 14 des Abgasrückführkanals 16 bildet, dessen Mittelachse 34 senkrecht zur Mittelachse 20 des Ansaugkanals 12 angeordnet ist.The housing 10 consists of a first, substantially tubular housing part 18 which has a first channel section 19 forms and whose downstream end is formed obliquely and an angle α of about 75 ° to a central axis 20 of the housing part 18 includes. The downstream end of the first housing part 18 is inside a second housing part 22 arranged, or is in the second housing part 22 until the installation of a flange 24 inserted, over which the first housing part 18 by means of screws 26 on the second housing part 22 is attached. The second housing part 22 forms a second channel section 28 in which an opening 30 is formed, which in the flow direction at a short distance behind the oblique end of the first housing part 18 is arranged and which as a receptacle for a third housing part 32 serves the mouth 14 the exhaust gas recirculation channel 16 forms, whose central axis 34 perpendicular to the central axis 20 of the intake duct 12 is arranged.

Im Gehäuse 10 ist eine Welle 36 drehbar angeordnet, die über einen nicht sichtbaren Aktor betätigt werden kann. Die Drehachse 38 dieser Welle 36 ist senkrecht zu den Mittelachsen 20, 34 angeordnet und befindet sich zwischen der zur Welle 36 stromabwärtigen Mündung 14 des Abgasrückführkanals 16 und dem axialen Ende des ersten Gehäuseteils 18 und unmittelbar stromabwärts des ersten Gehäuseteils 18. Der Gesamtquerschnitt des ersten Gehäuseteils 18 ist kleiner als der des zweiten Gehäuseteils 22 des Ansaugkanals 12, wobei das erste Gehäuseteil 18 derart am zweiten Gehäuseteil 22 befestigt ist, dass eine im Bereich der Mündung 14 des Abgasrückführkanals 16 ausgebildete Ausnehmung 40 außerhalb des Durchströmungsquerschnitts angeordnet ist, in der die Welle 36 das zweite Gehäuseteil 22 durchdringend angeordnet ist.In the case 10 is a wave 36 rotatably mounted, which can be actuated via a non-visible actuator. The rotation axis 38 this wave 36 is perpendicular to the central axes 20 . 34 arranged and located between the shaft 36 downstream mouth 14 the exhaust gas recirculation channel 16 and the axial end of the first housing part 18 and immediately downstream of the first housing part 18. The overall cross section of the first housing part 18 is smaller than that of the second housing part 22 of the intake duct 12 , wherein the first housing part 18 such on the second housing part 22 attached is that one in the area of the mouth 14 the exhaust gas recirculation channel 16 trained recess 40 is arranged outside the flow cross-section, in which the shaft 36 the second housing part 22 is arranged penetrating.

An dieser exzentrisch im Ansaugkanal 12 angeordneten Welle 36 ist ein Regelkörper 42 befestigt, der innerhalb des zweiten Kanalabschnitts 28 drehbar angeordnet ist und aus einem ersten Klappenteil 44 sowie einem zweiten Klappenteil 45 besteht, welches eine Halteachse 46 und einen daran kippbeweglich befestigten Klappenkörper 48 aufweist, wobei die Halteachse 46 in einer Bohrung eines Zwischenelementes 49 kippbeweglich befestigt ist. Das Zwischenelement 49 ist entweder mit dem ersten Klappenteil 44 einstückig hergestellt oder mit diesem verbunden und weist eine Verbindung zur Welle 36 auf. Bei Drehung der Welle 36 wird somit der erste Klappenteil 44 in einer ersten Endstellung gegen das Ende des ersten Gehäuseteils 18 gedreht, welches entsprechend als erster Ventilsitz 50 dient, während bei Drehung in entgegengesetzter Richtung der Klappenkörper 48 in einer zweiten Endstellung gegen ein Ende der Mündung 14 des Abgasrückführkanals 16 gedreht wird, welches als zweiter Ventilsitz 52 dient. Entsprechend wird bei Drehung der Welle 36 in dem Maße in dem der erste Klappenteil 44 den Ansaugkanal 12 freigibt, der Abgasrückführkanal 16 durch den Klappenkörper 48 geschlossen und umgekehrt. Die kippbewegliche Befestigung des zweiten Klappenteils 45 führt bei dieser Drehbewegung der Welle 36 in eine zweite Endstellung, in der der Klappenkörper 48 auf dem zweiten Ventilsitz 52 aufliegt, dazu, dass ein vollständiger dichter Verschluss des Abgasrückführkanals 16 erfolgt, da der Klappenkörper 48 seine Stellung durch die mögliche Kippbewegung an die Lage des zweiten Ventilsitzes 52 anpassen kann, auch wenn dieser nicht vollständig in der Flucht zur Drehachse 38 liegt.At this eccentric in the intake 12 arranged wave 36 is a rule body 42 attached within the second channel section 28 is rotatably arranged and from a first flap part 44 and a second flap part 45 which is a holding axis 46 and a valve body tiltably attached thereto 48 having, wherein the holding axis 46 in a bore of an intermediate element 49 is attached tiltably. The intermediate element 49 is either with the first flap part 44 made in one piece or connected to this and has a connection to the shaft 36 on. Upon rotation of the shaft 36 thus becomes the first flap part 44 in a first end position against the end of the first housing part 18 turned, which accordingly as the first valve seat 50 serves, while in rotation in the opposite direction of the valve body 48 in a second end position against one end of the mouth 14 the exhaust gas recirculation channel 16 is rotated, which serves as a second valve seat 52 serves. Accordingly, when the shaft rotates 36 to the extent that the first flap part 44 the intake channel 12 releases, the exhaust gas recirculation channel 16 through the valve body 48 closed and vice versa. The tilting attachment of the second flap part 45 leads to this rotation of the shaft 36 in a second end position, in which the valve body 48 on the second valve seat 52 rests, that a complete tight closure of the exhaust gas recirculation channel 16 takes place because of the valve body 48 its position by the possible tilting movement to the position of the second valve seat 52 can adapt, even if this is not completely in flight to the axis of rotation 38 lies.

In der in 2 dargestellten zweiten Endstellung des Regelkörpers 42 liegt der Klappenkörper 48 auf dem Ventilsitz 52 des Abgasrückführkanals 16 auf, während der erste Klappenteil 44 den Ansaugkanal 12 vollständig freigibt. In dieser Position wird der erste Kanalabschnitt 19 etwa über seinen halben näher zum Abgasrückführkanal 16 weisenden Umfang durch eine entsprechend geformte Oberfläche 54 des Regelkörpers 42 verlängert, was besonders in der 3 gut zu erkennen ist. Dies bedeutet, dass in einem Querschnitt zur Mittelachse 20 des ersten Gehäuseteils 18 im Bereich des Regelkörpers 42 die Form der zur Mittelachse 20 weisenden Oberfläche 54 des Regelkörpers 42 über einen definierten Umfangsabschnitt der Form einer Innenwandfläche 56 des ersten Gehäuseteils 18, welche an den Regelkörper 42 grenzt, entspricht. Dies hat zur Folge, dass der einströmende Luftstrom weitestgehend ohne Strömungshindernisse vom ersten Kanalabschnitt 19 in den zweiten Kanalabschnitt 28 strömen kann. Da der Regelkörper 42 sich in diesem Zustand auch weitestgehend durch den zweiten Kanalabschnitt 28 hindurch bis zu einem dritten Kanalabschnitt 58 erstreckt, dessen Mittelachse 60 parallel zur Mittelachse 20 des ersten Gehäuseteils 18 verläuft und lediglich geringfügig dazu versetzt angeordnet ist und dessen Umfang im Vergleich zum zweiten Kanalabschnitt 28 wieder reduziert ist, erfolgt auch hier eine weitestgehend ungestörte Strömung entlang des Ansaugkanals 12, so dass auftretende Druckverluste minimiert werden.In the in 2 shown second end position of the control body 42 lies the valve body 48 on the valve seat 52 the exhaust gas recirculation channel 16 on while the first flap part 44 the intake channel 12 completely releases. In this position, the first channel section 19 about halfway closer to the exhaust gas recirculation channel 16 pointing extent by a correspondingly shaped surface 54 of the rule body 42 extended, which is especially in the 3 easy to recognize. This means that in a cross section to the central axis 20 of the first housing part 18 in the area of the control body 42 the shape of the central axis 20 facing surface 54 of the control body 42 over a defined peripheral portion of the shape of an inner wall surface 56 of the first housing part 18 , which are attached to the control body 42 borders, corresponds. This has the consequence that the inflowing air flow largely without flow obstacles from the first channel section 19 in the second channel section 28 can flow. As the rule body 42 in this state also largely by the second channel section 28 through to a third channel section 58 extends, whose central axis 60 parallel to the central axis 20 of the first housing part 18 runs and only slightly offset from it is arranged and its circumference compared to the second channel section 28 is again reduced, also takes place here a largely undisturbed flow along the intake passage 12 , so that occurring pressure losses are minimized.

Wird der Regelkörper 42 aus dieser zweiten Endstellung in seine in der 1 dargestellten, ersten Endstellung gedreht, so können zunächst sowohl Abgas als auch Luft in den Ansaugkanal 12 strömen, da beide von den Ventilsitzen 50, 52 umgebende Durchströmungsquerschnitte zumindest teilweise freigegebenen sind. Im Gegensatz zu bekannten Ausführungen wird jedoch der Luftstrom weitestgehend turbulenzfrei weitergeleitet, da seitliche Flügel 62 des ersten Klappenteils 44 ein Umströmen des ersten Klappenteils 44, was zu erhöhter Wirbelbildung führen würde, deutlich reduziert. Stattdessen wird eine gerichtete Strömung hergestellt, durch die auch eine plötzliche Vermischung des kalten Luftstroms mit dem warmen zurückgeführten Abgasstrom deutlich verringert wird, so dass ein Kondensieren des im Abgasstrom vorhandenen Wasserdampfes reduziert wird. Hierdurch wird einerseits die Belastung eines nachfolgenden Verdichters durch kondensiertes Wasser deutlich gesenkt und andererseits die Anströmung des Verdichters deutlich verbessert, da eine gerichtete Strömung gezielt zum Verdichterrad geführt werden kann, was wiederum zu einem erhöhten Wirkungsgrad des Verdichters führt.Becomes the rule body 42 from this second end position in his in the 1 turned, first end position rotated, so can first both exhaust gas and air in the intake 12 flow as both of the valve seats 50 . 52 surrounding flow areas are at least partially released. In contrast to known designs, however, the air flow is largely forwarded turbulence-free, since side wings 62 of the first flap part 44 a flow around the first flap part 44 , which would lead to increased vortex formation, significantly reduced. Instead, a directional flow is produced, which also significantly reduces a sudden mixing of the cold air flow with the warm recirculated exhaust gas flow, so that condensation of the water vapor present in the exhaust gas flow is reduced. As a result, on the one hand, the load on a subsequent compressor is significantly reduced by condensed water and on the other hand, the flow of the compressor significantly improved because a directed flow can be selectively guided to the compressor, which in turn leads to increased efficiency of the compressor.

Um am Ende der Drehbewegung in der ersten Endstellung einen dichten Verschluss am ersten Ventilsitz 50 zu gewährleisten, ist dieser bezüglich seiner Form an die Form des ersten Klappenteils 44 angepasst, so dass dieses Klappenteil 44, wie es in 1 dargestellt ist, vollständig umlaufend axial gegen den ersten Ventilsitz 50 anliegt.At the end of the rotational movement in the first end position, a tight seal on the first valve seat 50 to ensure this is in terms of its shape to the shape of the first flap part 44 adjusted so that this flap part 44 as it is in 1 is shown, completely circumferentially axially against the first valve seat 50 is applied.

Um auch in den Zwischenstellungen eine möglichst gute und schnelle Regelung erreichen zu können, ist eine Ebene 64, die durch den ersten Ventilsitz 50 aufgespannt wird, in einem Winkel von etwa 75° zu einer zweiten Ebene 66 angeordnet, die durch den zweiten Ventilsitz 52 aufgespannt wird, so dass der Gesamtdrehwinkel der Welle 36 beziehungsweise des Regelkörpers 42 zwischen den beiden Endstellungen relativ gering ist, wodurch über einen deutlich erhöhten prozentualen Drehwinkelbereich eine etwa lineare Regelung des Luftstroms und des zurückgeführten Abgasmassenstroms erreicht wird.In order to be able to achieve the best possible and fast control even in the intermediate positions, there is one plane 64 passing through the first valve seat 50 is clamped at an angle of about 75 ° to a second plane 66 arranged through the second valve seat 52 is clamped so that the total rotation angle of the shaft 36 or the rule body 42 between the two end positions is relatively low, which over a significantly increased percentage rotation angle range, an approximately linear control of the air flow and the recirculated exhaust gas mass flow is achieved.

Zusätzlich sind diese Ebenen 64, 66 jeweils zur Welle 36 im Vergleich zu ihren Mittelachsen 20, 34 gekippt, so dass auch eine über den Umfang des Ventilsitzes gleichmäßig hohe Schließkraft erzeugt wird.In addition, these levels 64 . 66 each to the shaft 36 compared to their central axes 20 . 34 tilted, so that even over the circumference of the valve seat uniformly high closing force is generated.

Die beschriebene Regelvorrichtung eignet sich somit zur sehr exakten Dosierung und gerichteten, weitestgehend wirbelfreien Führung eines Abgasmassenstroms und eines Luftmassenstroms zum Verbrennungsmotor. Dabei kann ein nachfolgender Verdichter gerichtet angeströmt werden, Kondensation des Wasserdampfes im Abgasstrom sowie insgesamt auftretende Druckverluste durch unerwünschte Wirbelbildung reduziert werden und somit die Leistung eines Verbrennungsmotors beziehungsweise eines nachfolgenden Verdichters verbessert werden. Zusätzlich kann das zweite Gehäuseteil verkleinert werden, da der sonst für die Klappe notwendige Freischnitt, um diese in die zweite Endstellung fahren zu können, nicht erforderlich ist.The control device described is thus suitable for very accurate metering and directed, largely vortex-free guidance of an exhaust gas mass flow and an air mass flow to the engine. In this case, a subsequent compressor can be flowed directed, condensation of the water vapor in the exhaust stream and total pressure loss can be reduced by unwanted vortex formation and thus the performance of an internal combustion engine or a subsequent compressor can be improved. In addition, the second housing part can be made smaller, since the otherwise necessary for the flap free punch to drive them to the second end position is not required.

Es sollte deutlich sein, dass der Schutzbereich der vorliegenden Anmeldung nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt ist. Insbesondere kann die Lage der Ventilsitze und deren Kippwinkel zu den Mittelachsen verändert werden oder die Lage der Kanäle zueinander geändert werden. Die Form des Klappenkörpers sollte jeweils an den vorhandenen Kanal angepasst werden so dass die Oberfläche je nach Form der Innenwandfläche rund, oval oder gegebenenfalls eckig sein kann.It should be understood that the scope of the present application is not limited to the embodiment described. In particular, the position of the valve seats and their tilt angle can be changed to the central axes or the position of the channels to each other can be changed. The shape of the flap body should each be adapted to the existing channel so that the surface may be round, oval or possibly square depending on the shape of the inner wall surface.

Claims

Control device for an internal combustion engine having an intake passage (12), an exhaust gas recirculation passage (16) opening into the intake passage (12), a housing (10) in which the intake passage (12) and at least one orifice (14) of the exhaust gas recirculation passage (16 A shaft (36) serving as an axis of rotation (38) is provided in the housing (10) with respect to the air flow upstream of the mouth (14) of the exhaust gas recirculation passage (16) and outside the flow cross section of a first passage section (19) of the intake passage (12 ) is arranged a control body (42) eccentrically mounted on the shaft (36), a first passage portion (19) having at its downstream end a first valve seat (50) against which the control body (42) abuts in a first end position; and whose outer circumference is smaller than the outer circumference of a downstream adjoining second passage portion (28) and a second valve seat (52) on the second passage portion at which the control body (42) abuts in a second end position, in which the control body (42) the exhaust gas recirculation passage (16) closes, characterized in that the shape of a to the interior of the intake passage (12) facing surface (54) of the control body (42) in the second end position in a cross section perpendicular to the central axis (20) over an angle of at least 90 ° one corresponding to the control flap (42) adjacent the inner wall surface (56) of the first channel portion (19).

Regulating device for an internal combustion engine after Claim 1 , characterized in that the shape of the interior of the intake duct (12) facing surface (54) of the control body (42) in the second end position in a cross section perpendicular to the central axis (20) over half the circumference of the control flap (42) adjacent Inner wall surface (56) of the first channel portion (19) corresponds.

Regulating device for an internal combustion engine according to one of Claims 1 or 2 Characterized in that the control body (42) extends in the second end position until a third passage portion (58) whose inner periphery is smaller than the inner circumference of the second channel portion (28).

Control device for an internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the first valve seat (50) by an axial end of a first housing part (18) of the housing (10) is formed, which forms the first channel portion (19) and in a second Housing part (22) of the housing (10) protrudes, which forms at least the second channel portion (28).

Regulating device for an internal combustion engine after Claim 4 , characterized in that the first housing part (18) via a flange (24) with the second housing part (22) is connected.

Regulating device for an internal combustion engine according to one of the Claims 4 or 5 , characterized in that the control body (42) rests in its first end position completely circumferentially against the first valve seat (50) at the end of the first housing part (18).

Regulating device for an internal combustion engine according to one of Claims 3 to 6 , characterized in that the central axis (20) of the first channel portion (19) parallel to the central axis (60) of the third channel portion (58).

Control device for an internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that a first plane (64) spanned by the first valve seat (50) is inclined at an angle of 75 ° to 80 ° to a second plane defined by the second valve seat (52). 66) is arranged.

Regulating device for an internal combustion engine after Claim 8 characterized in that the first plane (64) subtends an acute angle to a plane which is perpendicular to the central axis (20) of the suction channel (12) and the second plane (66) makes an acute angle to a plane which is perpendicular to the central axis (34) of the exhaust gas recirculation passage (16) is arranged includes.

Control device for an internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the control body (42) has a first flap part (44), on which the surface (54) is formed, which in the first end position against the first valve seat (50). abuts and a second flap portion (45) which abuts in the second end position against the second valve seat (52), wherein the two flap parts (44, 45) via an intermediate element (49) with the shaft (36) are connected.